地下滴灌加氣技術研究進展.pdf

2022 年 10 月 灌溉排水學報 Oct 2022 Journal of Irrigation and Drainage 第null 41 卷 第null 10 期 No 10 Vol 41 34 文章編號 1672 3317 2022 10 0034 07 地下滴灌加氣技術研究進展 孫 昊 1 莫 彥 2 李光永 1 張彥群 2 龔時宏 2 1 中國農(nóng)業(yè)大學 北京 100091 2 中國水利水電科學研究院 水利研究所 北京 100048 摘 要 地下滴灌加氣技術是通過對 地下滴灌管網(wǎng)加氣來改善根區(qū)土壤通氣條件 避免低氧脅迫對作物造成不利影 響 促進作物增產(chǎn)提質(zhì) 的一 種新型灌溉技術 明確 不同條件下地下滴灌加氣技術的實施效果 確定適宜的加氣灌溉 模式與配套設備是推動該技術規(guī)?；瘧玫年P鍵 通過總結 近年來地下滴灌加氣技術的相關研究進展與成果 全面 總結了作物生長適宜的根區(qū)土壤氧氣條件 以及地下滴灌加氣 技術對土壤環(huán)境與 作物生長的改善效果 并重點探討了 加氣模式與加氣設備的應用現(xiàn)狀 存在的 問題和 發(fā)展趨勢 目前 地下滴灌加氣技術在作物產(chǎn)量與品質(zhì)提升方面效 果顯著 但仍存在需進一步研究和解決的問題 首先是作物需按時 按需加氣 其次需要 從 氣源 灌溉系統(tǒng) 土壤 環(huán)境 作物生長 全過程提升加氣綜合利用效率并 研發(fā)實用 高效的 地下滴灌 專用加氣設備 關 鍵 詞 地下滴灌 加氣灌溉 氧氣量 閾值 加氣模式 加氣設備 中圖分類號 TV93 文獻標志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2021579 OSID 孫昊 莫彥 李光永 等 地下滴灌加氣技術研究進展 J 灌溉排水學報 2022 41 10 34 40 SUN Hao MO Yan LI Guangyong et al Development in Aerated Subsurface Drip Irrigation A Review J Journal of Irrigation and Drainage 2022 41 10 34 40 0 引 言 1 土壤 孔隙中的 氧氣是植物根系 土壤微生物與動 物呼吸作用的重要氧氣來源 1 與水 肥 熱 光共同 構成作物生長的主要影響因素 2 土壤黏粒量高 地下 水埋深淺 洪澇災害等自然因素和農(nóng)業(yè)機械碾壓 過 度灌溉施肥等人為因素 均 會導致土壤氧氣 量 降低 3 出 現(xiàn)低氧脅迫現(xiàn)象 對作物產(chǎn)生一系列的生理危害 根 系對土壤中水分與養(yǎng)分吸收能力下降 4 進而造成 葉片 變黃脫落加快 新葉形成受阻 植物生長態(tài)勢和生長 速率減緩 干物質(zhì)減少 果實品質(zhì)低劣等現(xiàn)象 5 加氣 灌溉能優(yōu)化 土壤 三相比例 改善土壤微生物活性 酶 活性 氧化還原反應等土壤微環(huán)境 提高土壤生產(chǎn)力 地下滴灌 SDI 作為加氣灌溉的最適宜載體 可直接向根區(qū)輸送水氣混合液或微型氣泡實現(xiàn)增氧 大量研究證實 SDI 加氣能有效改善土壤環(huán)境 提高作 物產(chǎn)量與品質(zhì) 6 然而 目前針對 SDI 加氣的技術參 數(shù) 與加氣效果的研究結果并不一致 制約了加氣技術 模式的提出和應用 基于此 本文通過梳理主要作物 根區(qū)適宜氧氣量范圍 總結 SDI 加氣效果 加氣模式 和加氣設備的應用與優(yōu)化等多方面的研究成果 挖掘 收稿日期 2021 11 23 基金項目 中國水科院基本科研業(yè)務費項目 ID0145B042021 國家自然 科學基金 項目 51909276 作者簡介 孫昊 1996 女 碩士研究生 主要從事節(jié)水灌溉與新技術 研究 E mail 1214612188 通信作者 莫彥 1988 男 高級工程師 主要從事節(jié)水灌溉新技術與 裝備研究 E mail moyansdi 該研究領域存在的關鍵問題 提出急需進一步研究的 方向 旨在解決 SDI 加氣技術存在的問題 為推動 SDI 技術規(guī)?；l(fā)展提供支撐 1 作物生長對土壤氧氣 量的響應 土壤氧氣主要由氣態(tài)氧 C 和液態(tài)溶解氧 DO 組成 7 二者通常隨土層深度的增加而減少 8 目前 關于 C和 DO的 適宜取值范圍研究大多圍繞蔬菜和瓜 果等經(jīng)濟作物開展 一般要求根區(qū)的 C 值不能低于 15 蔬菜適宜的 DO 范圍為 10 20 mg L 果樹適宜 的 DO 范圍為 2 10 mg L 對于大豆 煙草 番茄 甜瓜等作物 當 C值 0 5 時 作物根系的抗氧化酶將產(chǎn)生應激反應 導致 根系受損甚至 生長停滯 9 當 C 值 10 園林植物 根系將會無法正常生長 10 紀拓 等 11 借助還原性鐵粉 來控制甜茶幼苗根區(qū)土壤 的 氧氣 量 當 C值 15 9 時 幼苗根系生長受 到抑制 當 C 值 12 時 幼苗無法 存活 盡管土壤 DO 量較低 但由于土壤溶液通常 以 膜狀 的形式包裹在植株根系和土壤顆粒表面 土壤液 態(tài)溶解氧 更容易被根系吸收利用 12 當 DO 量為 0 5 2 0 mg L時 番茄根系的 有氧呼吸 將受阻或中斷 根系活力減弱 生長速度減緩 當 DO量為 7 0 8 0 mg L 時 番茄根系活力最大 相比 DO 量為 1 2 6 4 mg L 條件下的番茄根系活力顯著提高 了 84 3 13 但過高 的氧氣質(zhì)量濃度 DO 量為 40 mg L 又 會造成番茄根 系發(fā)育不良 DO 量為 30 mg L是水培番茄生長的上限 質(zhì)量濃度 14 黃瓜具有較好的耐低氧性 13 但在低氧 孫昊 等 地下滴灌加氣技術研究進展 35 DO 量為 0 9 1 1 mg L 脅迫下 黃瓜葉面積指數(shù)為 對照 DO 量為 8 0 mg L 的 63 8 其鮮 物質(zhì)量 干 物質(zhì)量分別降低 36 1 和 40 4 15 當使用微咸水加 氧滴灌時 小白菜的凈光合速率和地上部鮮物質(zhì) 量最 大值對應的 DO 量為 18 5 mg L 16 對于盆栽枸杞和無 花果 適宜的根區(qū) DO量分別為 4 mg L和 6 0 mg L 17 蘋果砧木幼苗在根區(qū) DO 量為 1 5 2 0 mg L 的低氧脅 迫下會停止生長 18 不同作物以及生長階段對土壤氧 氣量的響應程度不同 基于作物適宜生長所需氧氣量 范圍制定科學合理的 SDI 加氧灌溉制度至關重要 2 地下滴灌加氣效果 目前 絕大多數(shù)研究主要采用土壤氧氣量 氧氣 擴散率等物理指標以及土壤微生物 酶活性等生態(tài)指 標來定量表征 SDI 加氣技術對土壤環(huán)境的改善作用 此外 還有學者通過研究作物生理 產(chǎn)量 品質(zhì)和水 分 利用效率等方面的響應來分析 SDI 加氣技術的應 用 效果 2 1 加氣灌溉對土壤環(huán)境的影響 加氣灌溉對土壤 C值提升幅度較小 對于塿土和 壤土 加氣灌溉后土壤全生育期的 C值平均提升幅度 為 1 5 2 7 19 20 在加氣時和加氣后的有限時間內(nèi) 有 一定幅度的增加 21 然而對于土壤呼吸速率 SRR 在 SDI 加氣后顯著提升 25 2 38 8 19 20 當灌水定 額較大 蒸發(fā)皿系數(shù) Kp 0 9 時 SDI 加氣技術能增 強土壤供氧能力 土壤氧氣擴散率 ODR 和氧化還 原電位 Eh 比不加氣處理分別提高了 14 9 和 9 7 22 作物根區(qū)是 土壤 根系 土壤微生物與酶 等因 素相互作用下的復雜系統(tǒng) 其中 土壤微生物是土壤 養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和生化反應的重要推動力 土壤硝化反應 速效磷合成等過程均受微生物影響 而土壤微生物群 落構成和種群數(shù)量與土壤氧氣量相關 加氣處理可提 高 0 15 cm 土層的微生物數(shù)量 提高有機肥使用效率 用于表征土壤微生物多樣性的 Shannon 指數(shù)提高了 4 2 生物種類增加了 6 7 種 23 加氣灌溉可通過 增加硝化細菌數(shù)量 減少反硝化細菌數(shù)量來促進土壤 硝化反應 24 硝態(tài)氮平均生成速率提高了 41 4 25 硝態(tài)氮 量 可增加 18 6 101 4 21 除了硝態(tài)氮 加氣 灌溉還能提高 7 0 31 1 的土壤速效磷合成速率 26 促進溫室果蔬對土壤鉀元素的吸收 20 并能降低秸稈 還田后土壤中有毒還原性物質(zhì) Fe2 和 Mn2 量 27 土壤酶主要來源于土壤微生物 作物根系和植株 殘體的分解 土壤動物的排泄物等 土壤脲酶和磷酸 酶 活性一般作為評價土壤肥力的參考指標 28 相比于 不加氣處理 加氣滴灌后滴頭下方 0 20 cm 土層的土 壤脲酶與磷酸酶活性能提高 1 0 27 0 29 過氧化 氫酶活性能提高 11 9 30 此外 周云鵬 31 研究結果 表明 加氣滴灌能提升 102 0 133 0 的脲酶量 2 2 加氣灌溉對作物生理指標的影響 SDI 加氣技術 主要通過促進作物根系生長來改 善地上部分生物量的積累 提高作物株高和莖粗 SDI 加氣技術對大豆 鷹嘴豆 南瓜等作物的總根長 總 根表面積 總根體積和根系活力均有顯著的提高作 用 32 其中 番茄的根系長度增加了 5 6 7 5 根 系活力提高了 7 6 17 5 33 在黃瓜發(fā)芽過程中 經(jīng)過早 中 晚 3 次加氣灌溉后 其發(fā)芽速率高峰值 比不加氣處理顯著提高了 27 5 34 循環(huán)曝氣處理后 的小白菜干物質(zhì) 光合速率 氣孔導度與蒸騰速率分 別顯著提高了 42 0 868 6 157 1 和 55 6 35 文丘里加氣灌溉處理后 西瓜的葉 莖干質(zhì)量分別增 加了 7 5 50 3 和 34 8 64 7 36 在 SDI 微納米 氣泡 加氣條件下 春玉米株高和莖粗分別增加了 4 3 11 5 和 8 4 29 7 29 2 3 加氣灌溉對作物產(chǎn)量 品質(zhì)及 水分利用效率的影響 綜合考慮成本投入 加氧效果和經(jīng)濟效益 SDI 加氣技術主要應用在番茄 19 黃瓜 20 小白菜 35 西瓜 36 甜瓜 37 辣椒 38 菠蘿 39 等溫室果蔬上 少量應用在苜蓿 26 水稻 27 玉米 40 小麥 41 和馬 鈴薯 42 等糧食作物上 對于溫室果蔬 SDI 加氣后作 物的產(chǎn)量和水分利用效率分別提高了 3 6 66 4 和 5 9 60 0 對于大田糧食作物 SDI 加氣后作物的 產(chǎn)量和水分利用效率分別提高了 5 2 29 2 和 5 2 20 5 表 1 表 3 維生素 C 可溶性固形物 可溶性糖量等是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標 在 水肥 調(diào) 節(jié)的基礎上 加氣灌溉能進一步改善果蔬品質(zhì) 西瓜 的酸糖比能顯著提高 11 2 54 4 番茄維生素 C 和 可溶性固形物量分別增加 10 4 44 0 和 1 0 3 9 表 1 表 3 3 地下滴灌加氣模式與設備 3 1 加氣模式 SDI 加氣模式主要包含加氣深度 加氣頻率 加 氣時間和加氣量 目前 學者們主要圍繞加氣頻率和 加氣量優(yōu)選方面開展研究 加氣時間較為固定 一般 隨灌溉過程同步加氣 3 1 1 加氣深度 加氣深度由滴灌帶 管 埋深決定 在根區(qū)附近 加氣能更有效地緩解低氧脅迫問題 26 但受深埋 SDI 存在作物出苗難 滴灌帶 管 損壞不易更換 43 等問 題限制 在調(diào)查的 全部 文獻中 92 9 的 滴灌帶 管 埋深范圍是 10 20 cm 屬于淺埋滴灌 較淺的加氣 灌溉排水學報 36 深度會造成嚴重的土壤氧氣逸散現(xiàn)象 使得氧氣利用 效率低 結合水分因素影響 10 cm 加氣深度的甜瓜 產(chǎn)量比 25 cm 加氣深度 降低 9 5 44 3 1 2 加氣頻率 過低的加氣頻率會造成土壤氧氣量不能長期保 持在適宜范圍 而過高的加氣頻率會擾動土壤 不 利于作物根系穩(wěn)定 還會減少土壤真菌 放線菌等 微生物 量 37 利用文丘里射流器或微納米氣泡發(fā)生 機加氣時 加氣頻率通常與灌水頻率一致 通常為 1 3 6 d 次 利用空氣壓縮機或氣泵加氣時 學者們通 常采用 1 3 3 d 次的加氣頻率 表 1 表 3 大田糧食 作物適宜的加氣頻率一般為 5 d 次 26 溫室番茄 19 西瓜 36 和甜瓜 45 等果蔬的加氣頻率為 2 3 d 次 也有 學者推薦番茄的加氣頻率為 6 d 次 46 表 1 以空氣壓縮機 或 氣泵為 地下滴灌加氣設備的 加氣 效果 總結 Table 1 Study on aeration effect of subsurface drip irrigation aeration equipment using air compressor or air pump 序號 位置 試驗 時間 土質(zhì) 土壤 體積質(zhì)量 g cm 3 栽培 方式 作物 加氣 深度 cm 氣源 加氣時間 加氣量 加氣頻率 d 次 1 土壤 環(huán)境 產(chǎn)量 水分利用 效率 文獻 1 陜西 2014 2015 塿土 1 34 溫室 甜瓜 25 air 每日17 00 19 00 50 Pt 次 3 10 8 30 0 37 2 陜西 2009 塿土 1 40 溫室 甜瓜 20 air 灌水后 50 Pt 次 1 2 66 4 60 0 44 1 2 3 4 3 陜西 2010 1 40 溫室 番茄 15 air 灌水后 50 Pt 次 1 28 5 23 3 52 4 陜西 2009 2010 塿土 1 39 溫室 甜瓜 20 air 灌水后 50 Pt 次 2 27 4 53 0 53 5 河南 2016 黏 土 1 42 溫室 小白菜 10 air 灌水后 50 Pt 次 與灌水 頻率一致 52 7 54 注 Pt 土壤孔隙度 缺少參數(shù) 最優(yōu)處理 土壤環(huán)境 產(chǎn)量及水分利用效率列表數(shù)據(jù)表示為加氧處理與不加氧處理相比的增加 減少比例 單位均為 表 2 以文丘里射流器為地下滴灌加氣設備的加氣效果總結 Table 2 Study on aeration effect of subsurface drip irrigation aeration equipment using air injection 序號 位置 試驗 時間 土質(zhì) 土壤 體積質(zhì)量 g cm 3 栽培 方式 作物 加氣 深度 cm 氣源 加氣 時間 加氣量 加氣頻率 d 次 1 土壤環(huán)境 產(chǎn)量 水分利用 效率 文獻 1 陜西 2013 2014 塿土 1 34 溫室 番茄 15 air 灌水時 0 1 0 3 L 次 2 3 土壤氧氣量增加 1 4 1 5 SRR 增加 34 1 23 1 23 1 19 2 陜西 2018 塿土 1 34 溫室 黃瓜 15 air 灌水時 摻氣比為灌水 定額的 17 10 SRR 增加 25 2 土壤氧氣量 增加 2 0 18 6 12 5 20 3 澳大利亞 2015 黑土 溫室 小白菜 10 air 灌水時 摻氣比為灌水 定額的 15 與灌水 頻率一致 56 5 35 4 河南 2018 黃黏土 1 41 溫室 辣椒 10 air 灌水時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 40 mg L 灌水定額 與灌水 頻率一致 SRR 增加 40 4 土壤脲酶活性 提高 150 0 40 7 38 5 澳大利亞 2002 變性土 1 30 溫室 棉花 20 air 灌水時 摻氣比 12 灌水定額 與灌水 頻率一致 38 0 16 0 46 6 河南 2016 黏 土 1 42 溫室 草莓 10 air 灌水時 摻氣比 15 灌水定額 與灌水 頻率一致 18 7 54 7 新疆 2019 中壤土 1 56 大田 番茄 15 air 灌水時 摻氣比 15 灌水定額 與灌水 頻率一致 2 3 10 0 5 9 9 6 55 8 河南 2017 壤質(zhì) 黏 土 1 10 溫室 玉米 15 air O2 灌水時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 10 0 mg L 與灌水 頻率一致 土壤溶解 氧 質(zhì)量 濃度提高 8 0 24 5 19 1 56 9 澳大利亞 2013 變性土 1 30 大田 棉花 40 air 灌水時 摻氣比 12 灌水定額 與灌水 頻率一致 10 0 7 0 57 注 Pt 土壤孔隙度 缺少參數(shù) SRR 土壤呼吸速率 土壤環(huán)境 產(chǎn)量及水分利用效率列表數(shù)據(jù)表示為加氧處理與不加氧處理相比的增加 減少比 例 單位均為 孫昊 等 地下滴灌加氣技術研究進展 37 表 3 以微納米氣泡發(fā)生器為地下滴灌加氣設備的加氣效果總結 Table 3 Study on aeration effect of subsurface drip irrigation aeration equipment using micro nano bubble machine 序號 位置 試驗 時間 土質(zhì) 土壤 體積質(zhì)量 g cm 3 栽培 方式 作物 加氣 深度 cm 氣源 加氣 時間 加氣量 加氣頻率 d 次 1 土壤環(huán)境 產(chǎn)量 水分利用 效率 文獻 1 河南 2017 壤土 1 54 溫室 番茄 15 air 灌水時 與灌水 頻率一致 土壤氧氣量提升 1 9 4 3 硝態(tài)氮量提高 18 6 101 4 速效鉀量減少 9 4 26 9 3 6 16 9 7 6 20 1 21 2 內(nèi)蒙古 2018 砂土 1 62 大田 苜蓿 20 air 灌水時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 1 8 mg L 灌水定額 5 7 速效氮量提高 13 2 65 5 速效磷量提高 7 0 31 1 速效鉀量降低 3 3 15 8 26 9 26 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 5 0 mg L 灌水定額 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 8 2 mg L 灌水定額 3 北京 2013 大田 玉米 10 O2 灌水時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 20 0 mg L 灌水定額 與灌水 頻率一致 脲酶 磷酸酶 活性增加 0 03 0 3 倍 5 2 12 2 5 2 14 0 29 4 北京 2014 壤土 1 28 溫室 黃瓜 15 air 灌水時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度 15 0 mg L 與灌水 頻率一致 0 20 cm 根際土壤脲酶 活性提高 96 140 土壤 PLFA 種類 增加 6 7 種 4 8 24 4 31 5 北京 2016 2017 砂質(zhì)土 1 77 溫室 西瓜 10 air 灌水時 3 31 6 58 注 Pt 土壤孔隙度 缺少參數(shù) SRR 土壤呼吸速率 最優(yōu)處理 土壤環(huán)境 產(chǎn)量及水分利用效率列表數(shù)據(jù)表示為加氧處理與不加氧處理相 比的增加 減少比例 單位均為 3 1 3 加氣時間 水中溶氧量隨溫度降低而增加 為提高灌溉水 中溶解氧量上限并加快溶氧速率 SDI 加氣時間一般 較為固定 通常為 08 00 09 00 或 17 00 19 00 36 當使用空氣壓縮機將空氣或純氧注入根區(qū)土壤時 劉杰 等 36 和 Bhattarai 等 46 建議在灌水或降水后單獨 進行 含水率較高的土壤可減少氧氣逸散 提高氧氣 在根區(qū)土壤中的存留時間 3 1 4 加氣量 目前 加氣灌溉的單次加氣量一般按照以下 5 種 方法實施 50 P t Pt為土壤孔隙度 注入體積 0 1 0 3 L 次 注入時長 20 30 min 次 灌 溉水溶解氧質(zhì)量濃度 灌水定額 溶解氧質(zhì)量濃度取 1 8 40 mg L 摻氣比 灌水定額 摻氣比取 12 50 表 1 表 3 其中 方法 和方法 多適用于空氣 壓縮機或氣泵 方法 和方法 多適用于文丘里射流 器 方法 適用于微納米氣泡發(fā)生機 除此之外 還 有學者采用濃度為 0 03 的 H2O2作為氧源來加氧 2 3 2 加氣設備 在調(diào)查的所有文獻中 使用空氣壓縮機或氣泵 文丘里射流器 微納米氣泡發(fā)生機以及化學加氧法的 加氣方式各占 28 6 37 1 25 7 和 8 6 作物 產(chǎn)量提升幅度分別為 4 5 66 4 3 9 56 5 3 6 31 6 和 19 7 38 7 使用空氣壓縮機或氣泵 文丘里射流器和微納米氣泡發(fā)生機的試驗中水分利 用效率分別提高了 11 2 60 0 5 9 30 5 5 2 20 1 雖然文丘里射流器使用比例較大 但由 于該設備產(chǎn)生氣泡尺寸較大 易發(fā)生 煙囪效應 47 48 且加氣效率較低 曝氣比率為 12 38 故其產(chǎn)量和水 分利用效率的提升幅度小于空氣壓縮機和氣泵 微納 米氣泡因其強穩(wěn)定性和高傳質(zhì)率可減少氣泡間的相互 作用 改善水氣分布均勻性和穩(wěn)定性 灌溉水中的溶 解氧 質(zhì)量 濃度在加氣停止后降至初始值時間可由文丘 里射流器的 15 30 min 延長至 6 h 49 當以純氧作為氣 源時 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度可比以空氣為氣源時提 高 250 400 達到 35 40 mg L 29 但微納米氣泡 發(fā)生機存在造價過高 運維麻煩等問題 在灌溉水中 添加適量的過氧化物如雙氧水等可促進作物生長 但 存在運輸儲存不便 長期使用污染土壤環(huán)境等問題 50 加氣設備的性能優(yōu)化是提升加氣效果的重要途 徑 Wang 等 50 通過測試指出 MAZZEI 型號文丘里裝 置具有注氣流量大和性能穩(wěn)定等優(yōu)點 適合作為 SDI 加氣設備 有學者通過對微氣泡釋放器的喉部直徑 湍流腔厚度和出口角度等結構參數(shù)進行優(yōu)化 提高了 微納米氣泡機加氣效率 51 還有學者通過優(yōu)化灌溉管 路布設與添加表面活性劑來提高微氣泡曝氣的摻氣 灌溉排水學報 38 比例 氧傳質(zhì)效率 滴灌帶水氣傳輸均勻性 52 4 結論與建議 SDI 加氣技術已經(jīng)進行較多的研究 但由于氣泡 形成與輸送過程形態(tài)變化復雜 土壤結構空間變異性 大 作物根區(qū)氧氣難以定量表征等問題 地下滴灌加 氣技術大多停留在小范圍試驗規(guī)模 且主要關注溫室 果蔬作物 仍存在諸多問題需要深入研究 1 完善不同作物根區(qū)需氧量體系 按時按需加 氣 不同地域和土壤 加氣模式有區(qū)別 需以作物根 區(qū)適宜需氧量為根據(jù) 尤其需要針對適宜 SDI 技術的 大田糧食作物 果樹以及苜蓿 灌木等多年生植物 結合作物根區(qū)氧氣量測定傳感器 提出加氣技術 參數(shù) 與土壤環(huán)境參數(shù)及作物生長指標的量化關系 構建高 效的土壤氧氣監(jiān)測系統(tǒng)和科學的加氣制度 2 關注氣體輸送全過程 提升加氣效率 氣源 灌溉系統(tǒng) 土壤環(huán)境 作物生長 是 SDI 加氣技術中氣 體運動的完整過程 目前研究主要關注后 2 個環(huán)節(jié) 忽略了氣體在首部和供水管網(wǎng)中的運動變化過程 需 圍繞全鏈條的氣體輸送過程開展氣泡形態(tài)變化研究 灌溉水溶解氧 質(zhì)量 濃度監(jiān)測 水氣傳輸均勻性評價等 提升氣體綜合利用效率 3 研發(fā)加氣專用設備 目前使用的加氣設備大 多是對別的行業(yè)設備加以改造利用 針對 SDI 系統(tǒng)管 網(wǎng)布置特點 構建科學的產(chǎn)品研發(fā)理論體系 研發(fā)性 能穩(wěn)定 實用性強 專業(yè)的 SDI 加氣設備與系統(tǒng)是未 來研究的重要方面 參考文獻 1 韓廣軒 周廣勝 許振柱 中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸作用研究與 展望 J 植物生態(tài)學報 2008 3 204 218 HAN Guangxuan ZHOU Guangsheng XU Zhenzhu Research and prospects for soil respiration of farm and ecosystems in China J Journal of Plant Ecology 2008 3 204 218 2 BENNOAH Ilan FRIEDMAN S Aeration of clayey soils by injecting air through subsurface drippers Lysimetric and field experiments J Agricultural Water Management 2016 176 222 233 3 DU Yadan NIU Wenquan GU Xiaobo et al Crop yield and water use efficiency under aerated irrigation A meta analysis J Agricultural Water Management 2018 210 158 164 4 GREENWAY Hank ARMSTRONG William COLMER Timothy Conditions leading to high CO2 5 kPa in waterlogged 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the development in both research and application of subsurface drip irrigation and the associated aeration technologies we systematically review the suitable aeration levels for improving oxygen in the root